#pragma once
#include <queue>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <semaphore.h>
#include <pthread.h>

template<typename T>
class ring_queue
{
public:
    ring_queue(int num)
        :_data(num), _maxs(num) {}

    void push(const T& t)
    {
        _data[_head++] = t;
        _head %= _maxs;
    }

    void pop(T* pd)
    {
        *pd = _data[_tail++];
        _tail %= _maxs;
    }
private:
    size_t _tail = 0;
    size_t _head = 0;
    size_t _maxs;
    std::vector<T> _data;
};

template<typename T>
class rbqueue
{
    static const size_t default_size = 5;
private:
    void P(sem_t& st) { sem_wait(&st); }
    void V(sem_t& st) { sem_post(&st); }
    void lock(pthread_mutex_t& mt) { pthread_mutex_lock(&mt); }
    void unlock(pthread_mutex_t & mt) { pthread_mutex_unlock(&mt); }
public:
    rbqueue(size_t num = default_size)
        :_maxs(num), _q(num)
    {
        sem_init(&_space_sem, 0, num);
        sem_init(&_data_sem, 0, 0);
        pthread_mutex_init(&_c_mutex, nullptr);
        pthread_mutex_init(&_p_mutex, nullptr);
    }

    ~rbqueue()
    {
        sem_destroy(&_space_sem);
        sem_destroy(&_data_sem);
        pthread_mutex_destroy(&_c_mutex);
        pthread_mutex_destroy(&_p_mutex);
    }

    void push(const T& t)
    {
        // push的前提是当前还有剩余的空间位置
        // 同时锁资源没有被占领
        // 这里为了增加并发度，选择先判断信号量，然后再申请锁资源
        // 因为申请锁资源一定是串行的，相当于先排队再抢票，但是先抢票再排队效率更高
        P(_space_sem);
        lock(_p_mutex);
        _q.push(t);
        unlock(_p_mutex);
        V(_data_sem);
    }

    void pop(T* pd)
    {
        P(_data_sem);
        lock(_c_mutex);
        // std::cout << "...\n";
        _q.pop(pd);
        unlock(_c_mutex);
        V(_space_sem);
    }

private:
    ring_queue<T> _q;
    // 需要两个信号量，一个用来表示剩余空间的数量，一个用来表示剩余数据的数量
    sem_t _space_sem;
    sem_t _data_sem;
    // 生产者之间需要有互斥关系，消费者之间也需要有互斥关系，所以还需要两把互斥锁
    pthread_mutex_t _c_mutex;
    pthread_mutex_t _p_mutex;
    size_t _maxs;
};